生物化學(xué)技術(shù)發(fā)展歷程(資料)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史生命科學(xué)學(xué)院2011級(jí)生物科學(xué)01班 1085 湯媛麟 預(yù)測(cè)未來最好的方法 就是把它創(chuàng)造出來。 羅曼·羅蘭 法國生物科學(xué)在20世紀(jì)有驚人的發(fā)展，其中生物化學(xué)與分子生物學(xué)的進(jìn)展尤為迅速，這樣一門最具活力和生氣的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，在21世紀(jì)必將成為帶頭的學(xué)科，這主要有賴于生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。這里我們簡(jiǎn)單回顧一下生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展歷史。 20年代： 微量分析技術(shù)導(dǎo)致了維生素、激素和輔酶等的發(fā)現(xiàn)。瑞典著名的化學(xué)家T.Svedberg奠基了“超離心技術(shù)”，1924年制成了第一臺(tái)5000×g（5000 r/min

2、8000 r/min）相對(duì)離心力的超離心機(jī)(相對(duì)離心力“RCF”的單位可表示為“×g”)，開創(chuàng)了生化物質(zhì)離心分離的先河，并準(zhǔn)確測(cè)定了血紅蛋白等復(fù)雜蛋白質(zhì)的分子量，獲得了1926年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 30年代： 電子顯微鏡技術(shù)打開了微觀世界，使我們能夠看到細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)和生物大分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 40年代： 層析技術(shù)大發(fā)展，兩位英國科學(xué)家Martin和Synge發(fā)明了分配色譜（層析），他們獲得了1952年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。由此，層析技術(shù)成為分離生化物質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)。 “電泳技術(shù)”是由瑞典的著名科學(xué)家Tisellius所奠基，從而開創(chuàng)了電泳技術(shù)的新時(shí)代，他因此獲得了1948年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 50

3、年代： 自1935年Schoenheimer和Rittenberg首次將放射性同位素示蹤用于碳水化合物及類脂物質(zhì)的中間代謝的研究以后，“放射性同位素示蹤技術(shù)”在50年代有了大的發(fā)展，為各種生物化學(xué)代謝過程的闡明起了決定性的作用。 60年代： 各種儀器分析方法用于生物化學(xué)研究，取得了很大的發(fā)展，如HPLC技術(shù)、紅外、紫外、圓二色等光譜技術(shù)、NMR核磁共振技術(shù)等。自1958年Stem，Moore和Spackman設(shè)計(jì)出氨基酸自動(dòng)分析儀，大大加快了蛋白質(zhì)的分析工作。1967年Edman和Begg制成了多肽氨基酸序列分析儀，到1973年Moore和Stein設(shè)計(jì)出氨基酸序列自動(dòng)測(cè)定儀，又大大加快了對(duì)多

4、肽一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，十多年間氨基酸的自動(dòng)測(cè)定工作得到了很大的發(fā)展和完善。 1962年，美國科學(xué)家Watson和英國科學(xué)家Crick因?yàn)樵?953年提出的DNA分子反向平行雙螺旋模型而與英國科學(xué)家Wilkins分享了當(dāng)年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，后者通過對(duì)DNA分子的X-射線衍射研究證實(shí)了Watson和Crick的DNA模型，他們的研究成果開創(chuàng)了生物科學(xué)的歷史新紀(jì)元。在X-射線衍射技術(shù)方面，英國物理學(xué)家Perutz對(duì)血紅蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行X-射線結(jié)構(gòu)分析, Kendrew測(cè)定了肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)，成為研究生物大分子空間立體結(jié)構(gòu)的先驅(qū)，他們同獲1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 此外，在60年代，層析和電泳技術(shù)又有了重大的

5、進(jìn)展，在19681972年Anfinsen創(chuàng)建了親和層析技術(shù)，開辟了層析技術(shù)的新領(lǐng)域。1969年Weber應(yīng)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)測(cè)定了蛋白質(zhì)的分子量，使電泳技術(shù)取得了重大進(jìn)展。 70年代： 基因工程技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，Arber，Smith和Nathans三個(gè)小組發(fā)現(xiàn)并純化了限制性內(nèi)切酶，1972年，美國斯坦福大學(xué)的Berg等人首次用限制性內(nèi)切酶切割了DNA分子，并實(shí)現(xiàn)了DNA分子的重組。1973年，又由美國斯坦福大學(xué)的Cohen等人第一次完成了DNA重組體的轉(zhuǎn)化技術(shù)，這一年被定為基因工程的誕生年，Cohen成為基因工程的創(chuàng)始人，從此，生物化學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的大發(fā)展時(shí)期。與此同時(shí)

6、，各種儀器分析手段進(jìn)一步發(fā)展，制成了DNA序列測(cè)定儀、DNA合成儀等。 80至90年代： 基因工程技術(shù)進(jìn)入輝煌發(fā)展的時(shí)期，1980年，英國劍橋大學(xué)的生物化學(xué)家Sanger和美國哈佛大學(xué)的Gilbert分別設(shè)計(jì)出兩種測(cè)定DNA分子內(nèi)核苷酸序列的方法，而與Berg共獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，從此，DNA序列分析法成為生物化學(xué)與分子生物學(xué)最重要的研究手段之一。他們3人在DNA重組和RNA結(jié)構(gòu)研究方面都作出了杰出的貢獻(xiàn)。 1981年由Jorgenson和Lukacs首先提出的高效毛細(xì)管電泳技術(shù)（HPCE），由于其高效、快速、經(jīng)濟(jì)，尤其適用于生物大分子的分析，因此受到生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科的科學(xué)工作者的極大重

7、視，發(fā)展極為迅速，是生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)和儀器分析領(lǐng)域的重大突破，意義深遠(yuǎn)?，F(xiàn)今，由于HPCE技術(shù)的異軍突起，HPLC技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)己轉(zhuǎn)到制備和下游技術(shù)。 1984年德國科學(xué)家Kohler、美國科學(xué)家Milstein和丹麥科學(xué)家Jerne由于發(fā)展了單克隆抗體技術(shù)，完善了極微量蛋白質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)而共享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1985年美國加利福尼亞州Cetus公司的Mullis等發(fā)明了PCR技術(shù)（Polymerase Chain Reaction）即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的DNA擴(kuò)增技術(shù)，對(duì)于生物化學(xué)和分子生物學(xué)的研究工作具有劃時(shí)代的意義，因而與第一個(gè)設(shè)計(jì)基因定點(diǎn)突變的Smith共享1993年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 除上

8、述歷史以外，還可以列出許多生物化學(xué)發(fā)展史上的重要成就，例如： 美國哈佛大學(xué)的Folin教授和中國的吳憲教授對(duì)生物化學(xué)常用的各種分析方法（血糖分析、蛋白質(zhì)含量分析、氨基酸測(cè)定等）的建立作出了歷史性的貢獻(xiàn)。 美國化學(xué)家Pauling確認(rèn)氫鍵在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中以及生物大分子間相互作用的重要性等，他獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 英藉德裔生物化學(xué)家Krebs，在1937年發(fā)現(xiàn)了三羧酸循環(huán)，對(duì)細(xì)胞代謝及分子生物學(xué)的研究作出了重要貢獻(xiàn)，他與美藉德裔生物化學(xué)家Lipmann共獲1953年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 英國生物化學(xué)家Sanger還于1953年確定了牛胰島素中氨基酸的精確順序而獲得1958年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 1959年

9、，美藉西班牙裔科學(xué)家Uchoa發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌的多核苷酸磷酸化酶，研究并重建了將基因內(nèi)的遺傳信息通過RNA中間體翻譯成蛋白質(zhì)的過程。他和Kornberg分享了當(dāng)年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，而后者的主要貢獻(xiàn)在于實(shí)現(xiàn)了DNA分子在細(xì)菌細(xì)胞和試管內(nèi)的復(fù)制。 美國生物化學(xué)家Nirenberg在破譯遺傳密碼方面作出了重要貢獻(xiàn)，Holly闡明了酵母丙氨酸t(yī)RNA的核苷酸排列順序，后來證明所有tRNA的結(jié)構(gòu)均相似。美藉印度裔生物化學(xué)家Khorana曾合成了精確結(jié)構(gòu)的己知核酸分子，并首次人工制成酵母基因。他們3人共獲1969年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 法國生物學(xué)家Lwoff、JAcob和生物化學(xué)家Monod由于在病毒DNA和m

10、RNA等方面出色的大量研究工作而共獲1965年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1988年，美國遺傳學(xué)家McClintock由于在二十世紀(jì)五十年代提出并發(fā)現(xiàn)了可移動(dòng)的遺傳因子而獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1989年，美國科學(xué)家Altman和Cech由于發(fā)現(xiàn)某些RNA具有酶的功能（稱為核酶）而共享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 1993年，美國科學(xué)家Roberts和Sharp由于在斷裂基因方面的工作而榮獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1994年，美國科學(xué)家Gilman和Rodbell由于發(fā)現(xiàn)了G蛋白在細(xì)胞內(nèi)信息傳導(dǎo)中的作用而分享諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1995年，美國科學(xué)家Lewis、德國科學(xué)家Nusslein-Volhard和美國科學(xué)家Wieschaus由于在20世紀(jì)4070年代先后獨(dú)立鑒定了控制果蠅體節(jié)發(fā)育基因而共享諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。我國生物化學(xué)界的先驅(qū)吳憲教授在20年代初由美回國后，在協(xié)和醫(yī)科大學(xué)生化系與汪猷、張昌穎等人一道完成了蛋白質(zhì)變性理論、血液生化檢測(cè)和免疫化學(xué)等一系列有重大影響的研究。1965年我國化學(xué)和生物化學(xué)家用化學(xué)方法在世界上首次人工合成了具有生物活性的結(jié)晶牛胰島素，1983年又通過大協(xié)作完成了酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工合成。近年來，在酶學(xué)研究、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及生物膜的結(jié)構(gòu)與功